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1、 任务书题 目 基于ARM的嵌入式USB主/从接口设计课题内容随着总线和接口技术的发展，在工业场合如何更加可靠、快速、便捷地进行数据传输成为该领域通信的研究重点之一。而USB技术以其高速、可靠、通用性强等一系列特点在过去的十多年时间里发展迅猛，而USB OTG技术的诞生，使得两USB设备在没有PC参与的情况下进行数据传输成为可能。本设计通过搭建以ARM9为核心控制芯片、ISP1362为USB接口芯片的硬件平台,分别实现了USB部分主机和从机功能，使之能进行USB数据的存储与交换。 本设计完成以下工作：首先，认真研究USB协议，深入理解USB通信的基本概念和传输方式等内容。其次，根据要求，设计出
2、由控制、接口、数据存储与供电切换电路等硬件模块组成的系统，完成系统调试。再次，完成硬件工作所需固件，软件编写。课题任务要求一、 任务1 认真收集资料，了解、掌握ARM9，USB相关知识。2 提出完成设计任务的原理及设计思路，并进行方案优化。3 具体完成系统设计、软硬件实现。4 完成毕业设计论文的撰写及外文资料的翻译、组织。5 毕业答辩。二、 要求1 原理正确、方案选择合理。2 软件流程图、程序及硬件实现符合系统检测要求。3 设计说明书、流程图的绘制符合要求、规范。 注：1. 此任务书应由指导教师填写。2. 此任务书最迟必须在毕业设计开始前一周下达给学生。课题完成后应提交的文件（或图表、设计图纸
3、）1 系统原理图2 软件流程图3 硬件连接图4 程序设计5 设计说明书6 外文资料及其译文主要参考文献与外文翻译文件（由指导教师选定）1王成儒，李英伟.UAB2. 0原理与工程开发M.北京:国防工业出版社，2004.2 MindShare. USB系统体系M.北京:中国电力出版社，2003.3薛园园.USB应用开发技术大全M.北京:人民邮电出版社，2007 .4 Microsoft Corporation. Universal Serial Bus Specification Revision 1.1, 1998.5 Chris Cant著，孙义译.Windows WDM设备驱动程序开发指南M
4、.北京:机械工业出版社，2000.6周立功等.USB2.0与OTG规范及开发指南M.北京:北京航空航天大学出版社，2004.7魏智.USB OTG设计J.国外电子元器件，2004，12:7273.8马伟等.嵌入式USB主机系统的研究与设计J.计算机测量与控制，2003，5.9晃建刚等.通用串行总线设备的驱动.电子技术应用J，2002，12.10刘洋等.基于ARM系统硬盘接口的使用和文件管理J.电气电子教学学报，2003，25(3).11衣晓峰等.USB外设控制器固件的设计J.微型电脑应用，2003，19(4):2730.12张宏伟. Linux系统下USB设备驱动程序的编写J.计算机应用研究，
5、2001，18(9):141146.13阳富民等.嵌入式Linux USB OTG设备驱动技术研究J.计算机工程与科学，2006，5:109111.14魏春凤.基于USB接口的OTG应用技术的开发J.世界电子元器件，2005，11:5255.15周立功等.ARM微控制器基础与实践M.北京:北京航空航天大学出版社，2003:3480.16周立功等.ARM嵌入式系统软件开发实例M.北京:北京航空航天大学出版社，2004:6380.17胡晓军.开发WDM型USB设备客户驱动程序J.中国数据通信，2002，2:5153.18刘少峰，韦克平.USB软件系统的开发J.计算机应用研究，2002，3:1021
6、04.19周振宇，谷海颖.基于USB总线的实时数据采集系统设计J.电子技术应用2002，2:1214.20王洪，顾本斗.USB设备的开发.计算机工程与设计J，2002，3:6164.21John Koon and Rene Willians. USB OTG Application in Consumer ElectronicsR. USB OTG Technology and Market Report, 2005.22 John Koon and Rene Willians. USB OTG Application in Consumer ElectronicsR. USB OTG Tec
7、hnology and Market Report, 2005. 23 USB论坛htp:/www.usb.org/24国家半导体公司http:/ 基于ARM的嵌入式USB主/从接口设计 摘要USB具有易用、真正的热插拔、高性能和系统造价低廉等优点，也正是由于这些优点，使它从书面的协议变成产品只用了不到两年时间。简单说来，USB系统包括:USB主机和USB设备。USB外设的开发和基于PC机的USB主机技术已经相当成熟。相对于PC机上的丰富资源，嵌入式系统中有限的资源给基于嵌入式系统的USB主机系统开发带来了很大难度。嵌入式USB系统的研究和开发将更进一步拓宽USB接口技术的应用领域。如何将US
8、B应用到嵌入式领域，实现USB的点对点通讯，成为目前USB研究领域的热点。本系统选择了三星公司生产的AMR9芯片S3C2410作为CPU，使用飞利浦公司的USB接口芯片ISP1362，共同构成了USB主/从控制系统。OTG做为USB2.0的补充协议，旨在使USB接口兼具USB主机和从机的功能，实现两个不同的外设间点对点的通信，从而一定程度上摆脱USB接口通信离不开PC机的束缚。在ARM和ISP1362构建的硬件平台基础上，研究了USB OTG协议、SCSI协议、Mass Storage Class协议和FAT文件系统协议，并根据USB相关协议规划主机端和设备端驱动程序结构，完成主机软件系统设计
9、，ISP1362的设备配置，设备端固件设计和PC端的驱动程序设计与开发，实现了基于ARM9的嵌入式USB主/从接口设计。关键词：ARM9；ISP1362；USB OTGARM-based embedded USB host / slave interface designAbstractUSB which is with the ease of use, the real hot-swappable, high performance and low cost advantages of the system, it is precisely because of these advantag
10、es make it into products from the agreement in writing in less than two years. The USB system usually involves two aspects: USB host controller and USB slave controller. Today, the USB slave system has been extensively adopted and the USB host control applications in PCs are widespread. As the expan
11、ding of USB application area, it is more and more necessary to add mobile storage function to embedded system. But, the limit resources have greatly restricted the development of USB host technology in embedded systems, especially the one which has not an operating system. Now, the application and r
12、ealization of the USB technology to embedded systems is one of the focuses in the USB-Field.In this USB host/slave control system, we chose Samsungs S3C2410 as the central CPU and Phillipss ISP1362 as the USB host controller and device interface.OTG as a supplementary protocol of USB2.0, aimed at im
13、plementing both USB Host and USB device function. Thereby application of USB breaks away from the shackles of the computer to some extent.Based on the hardware platform of the ARM and the ISP1362, I research protocols such as USB OTG, the SCSI protocol, Mass Storage Class and FAT file system protoco
14、ls. The software of USB host and device has been designed and written in accordance with relevant protocols. We complete USB hosts software system, ISP1362 device configuration, firmware design and PC driver design and development to achieve that based on ARM9 embedded USB host/ slave interface design.Keywords: ARM9；ISP1362；USB OTG 目录第1章 绪论11.1 课题研究背景11.1.1 嵌入式系统介绍11.1.2 ARM简介11.1.3 USB起源及发展过程21.1.4 USB的特点21.2论文章节安排4第2章 USB技术概述62.1 USB基本规范的发展过程62.2 USB的机械和电器特性72.3 USB结构介绍82.3.1 总线的物理拓扑结构82.3.2 USB的硬件和软件元素82.4 USB数据通信协议112.4.1 域122.4.2 最基本数据单元-包142.4.3 数据传输类型162.4.4 USB设备枚举17第3章 系统方案及硬件结构设计1
